Моделювання роботи дисперсно-армованого матеріалу для прокладного шару безбаластного мостового полотна

Abstract

UA: У зв’язку з великим зносом штучних споруд виникає нагальна потреба у реконструкції, оновленні та поточному утриманні інфраструктури промисловості та шляхів сполучення. Для цього доцільно та раціонально використовувати сучасні технології та матеріали, що допомагають поліпшити несучі здібності конструкції без суттєвого збільшення розмірів існуючого устаткування. У статті розглянуті питання проектування, моделювання та обчислення можливостей елементів конструкцій мостів, переходів, труб, гребель та іншої інфраструктури народного господарства та шляхів сполучення. Розроблено зразки для експериментальних досліджень з використанням нетканого матеріалу об’ємної структури, що відомий під назвами синтепон, ватин, холофайбер (низькі густина і теплопровідність; висока міцність та еластичність (гнучкість і здатність до повільних зворотних деформацій); низька гігроскопічність; біологічна стійкість; безпечність для людей і тварин). Також у зразках використовується термостійкий бетон, що розширює можливості використання даного виробу у широкому колі. В залежності від умов використання, у поєднанні нетканного матеріалу об’ємної структури з бетоном дає можливість використовувати в спорудах, як ізоляція та утеплення; злітно-посадові смуги аеродромів; мости та труби; водоскиди гребель; автомобільні траси та облицювання доріг, тротуарів, покриттів, у тому числі захисних; гірництво; інженерні споруди стічних систем та трубопроводів; каналізаційні системи; облицювання висотних місць, що потребують стійкості проти корозії; промислові котли; споруди, які потребують запуску в роботу в гранично короткі терміни; сходи; перемички і балки; відстійники; застосування в суміші; ремонтні роботи; зміцнення і фіксації; попередження течі, проникнення води; заповнення порожнеч між стіною і дверима чи вікнами, для дзеркальних опор. І це не повний перелік використання даного матеріалу. Також виконується моделювання та підбір параметрів для більш точного опису експериментальної конструкції та навантаження. Цей процес ще триває та потребує багато уваги та часу, знань та досвіду. Використовуються для цього відомі програмні комплекси ANSYS - це універсальна програмна система кінцево-елементного проєктування. А також розглядається варіант розробки математичної моделі з подальшим моделюванням завантажень та взаємозв’язків даних зразків у Лірі.

EN: Due to the great demolition of artificial structures, there is an urgent need for reconstruction, renovation and maintenance of industrial infrastructure and roads. To do this, it is advisable and rational to use modern technologies and materials that help improve the load-bearing capacity of the structure without significantly increasing the size of existing equipment. The article considers the issues of designing, modeling and calculating the capabilities of structural elements of bridges, crossings, pipes, dams and other infrastructure of the national economy and roads. Samples have been developed for experimental studies using a non-woven material of three-dimensional structure, known as synthetic winterizer, batting, holofiber (low density and thermal conductivity; high strength and elasticity (flexibility and ability to slow back deformation); low hygroscopicity; biological stability; safety for humans and animals). The samples also use heat-resistant concrete, which expands the possibilities of using this product in a wide range. Depending on the conditions of use, the combination of non-woven material of three-dimensional structure with concrete makes it possible to use in buildings as insulation and insulation; airfield runways; bridges and pipes; dam spills; highways and cladding of roads, sidewalks, pavements, including protective; mining; engineering structures of sewage systems and pipelines; sewer systems; cladding of high-altitude places that require resistance to corrosion; industrial boilers; facilities that require commissioning in the shortest possible time; stairs; jumpers and beams; settling tanks; use in a mixture; repairs; strengthening and fixing; leak prevention, water penetration; filling gaps between the wall and doors or windows, for mirror supports. And this is not a complete list of uses for this material. Modeling and selection of parameters for a more accurate description of the experimental design and load is also performed. This process is still ongoing and requires a lot of attention and time, knowledge and experience. The well-known ANSYS – software packages are used for this purpose. It is a universal software system of finite element design. Also, the option of developing a mathematical model with subsequent modeling of downloads and relationships of these samples in Leary is considered.